Microcontroladores AVR Conceitos básicos. Breve introdução

AVR Conceitos básicos Breve introdução O surgimento da microeletrônica no início da década de 70 possibilitou a criação de processadores em uma única pastilha ou chip. Porém, só era possível processar as informações com o auxílio de periféricos como dispositivos de entrada e saída (I/O), memórias etc. Surge o computador. A crescente integração e a necessidade logo permitiu encapsular um microprocessador, memórias e periféricos de entrada e saída em um único chip, surgindo assim o microcontrolador e uma nova era para eletrônica, a era dos microcontroladores. O microcontrolador AVR Nosso curso terá início com o microcontrolador AT90S2313 ou Attiny2313 (versão melhorada) e com o tempo será substituído por outros de maior porte como o ATmega 8 e o ATmega16. AT90S2313 ATtiny2313 Descrição e conexão de alguns pinos: VCC Alimentação positiva 5,0 VDC GND Terra ou referência Lembre-se: o microcontrolador é um componente que trabalha com grandezas digitais (1 e 0). Por isso não ultrapasse os valores determinados, se não poderá danificar o componente. RESET Em nível lógico baixo, o micro controlador para de executar as instruções em nível alto ele continua. Lembrando: Baixo = 0 VDC e Alto = 5,0 VDC Importante: Para efetuar o reset o pino deve estar em nível 0 em pelo menos 50 ns ou mais. XTAL1 e 2 Nestes pinos deve ser conectado um cristal oscilador que dará a base de tempo para o processamento das informações. Os valores dos capacitores C1 e C2 estão entre 17pF e 33pF. Lembrar que estes capacitores são cerâmicos. Descrever todos os pinos seria uma tarefa cansativa, tanto para o leitor como para o leitor, então eles serão descritos à medida que estiverem sendo usados. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 1

Conectando a alimentação, o clock e o reset do microcontrolador. Explorando os I/O dos microcontroladores AVR Os microcontroladores possuem portas ou PORTS que são pinos bidirecionais, ou seja, podem ser podem ser configuradas, via software, como entrada ou saída. O AT90S2313 tem dois conjuntos de portas que são: PORTB Corresponde a oito pinos que vão do PB0 ao PB7 Três registros de oito bits são responsáveis pelo controle e configuração destas portas e estão associados a cada pino do PORTB. Estes registros são: PORTB - Data register (Registro de dados) Comanda os pinos configurados como saída, ou seja, envia 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $18 ($38) PORTB7 PORTB6 PORTB5 PORTB4 PORTB3 PORTB2 PORTB1 PORTB0 Read/write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial value 0 0 0 0 0 0 0 0 DDRB Data Direction Register (Registro de direção de dados) Configura a porta se 0 será entrada, se 1 será saída. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $17 ($37) DDRB7 DDRB6 DDRB5 DDRB4 DDRB3 DDRB2 DDRB1 DDRB0 Read/write R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial value 0 0 0 0 0 0 0 0 PINB Input Pins Adress (Registro de entrada de endereço) Comanda os pinos configurados como entrada, ou seja, recebe 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $16 ($36) PINB7 PINB6 PINB5 PINB4 PINB3 PINB2 PINB1 PINB0 Read/write R R R R R R R R Initial value N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 2

Uma explicação mais prática. Para maior clareza sobre os registros á necessário conhecer a placa de desenvolvimento, neste caso, adicionaremos ao PORTB um conjunto de oito LEDs. Placa de testes Os LEDs, por razões óbvias, são saídas. Logo, todo o PORTB deve ser configurado como saída. Notem a polaridade dos LEDs e observe que já existe uma tensão de 5VDC no anodo de cada um deles, ou seja, para acende-los deveremos enviar 0 para este PORT. Assim, se o projetista deseja acender todos os LEDs deverá enviar 0 para todo o PORTB. Se desejar acender somente o LED conectado ao pino 12 (PORTB. 0) somente este PORT deverá estar em 0. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 3

Programa exemplo 01: Acendendo todos os LEDs simultaneamente. #include <90S2313.h> void main (void) DDRB=0b11111111; PORTB=0b00000000; // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. // configura todo o PORTB como saída. // envia 0 para todo o PORTB acendendo os LEDs Se o projetista desejar acender somente o LED conectado ao PORTB.4 (pino 16) basta modificar o código. Vejamos: #include <90S2313.h> void main (void) DDRB=0b11111111; PORTB=0b11101111; // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. // configura todo o PORTB como saída. // envia 0 somente para o PORTB.4 acendendo somente este LED Praticando... 1- Elabore um programa que acenda os LEDs somente os PORT pares. 2- Elabore um programa que aciona o PORTB.6 PORTD Corresponde a oito pinos que vão do PD0 ao PD6 Três registros de oito bits são responsáveis pelo controle e configuração destas portas e estão associados a cada pino do PORTD. Estes registros são: PORTD - Data register (Registro de dados) Comanda os pinos configurados como saída, ou seja, envia 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $12 ($32) --- PORTD6 PORTD5 PORTD4 PORTD3 PORTD2 PORTB1 PORTD0 Read/write --- R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial value --- 0 0 0 0 0 0 0 DDRD Data Direction Register (Registro de direção de dados) Configura a porta se 0 será entrada, se 1 será saída. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $11 ($31) --- DDRB6 DDRB5 DDRB4 DDRB3 DDRB2 DDRB1 DDRB0 Read/write --- R/W R/W R/W R/W R/W R/W R/W Initial value --- 0 0 0 0 0 0 0 AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 4

PIND Input Pins Adress (Registro de entrada de endereço) Comanda os pinos configurados como entrada, ou seja, recebe 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 $10 ($30) --- PINB6 PINB5 PINB4 PINB3 PINB2 PINB1 PINB0 Read/write --- R R R R R R R Initial value --- N/A N/A N/A N/A N/A N/A N/A Lembrando que o bit 7 desses registros não tem valor relevante algum, pois o controle e configurações são do bit 0 ao bit 6. Uma explicação mais prática. Reforçando que só é possível programar conhecendo a placa de desenvolvimento ou de aplicação, uma vez que já adicionamos LEDs ao PORTB adicionaremos agora quatro botões push buttons normalmente abertos ao PORTD. Os botões são entradas de informações, ou seja, os pinos onde elas estão conectadas devem ser entradas, neste caso do PORTD.2 ao PORTD.5 devem ser configurados, via software, como entrada. As chaves estão conectadas ao (GND) terra do microcontrolador e a alguns pinos do PORTD, ou seja, se pressionarmos, por exemplo, o botão conectado ao PORTD.5 este recebe um sinal de terra ou 0. Porém, se o botão estiver em sua condição, normalmente aberto, o PORTD.5 não recebe nem 0 (terra) nem 1 5VCC. Assim, devemos programa-lo no estado inicial 1 e se receber 0 executará uma função. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 5

Programa exemplo 02: Pressionado o botão conectado ao PORTD.2, acende o LED conectado ao PORTB.7. Antes de iniciarmos os programa devemos recapitular alguns comandos básicos de linguagem C. O comando if else O comando if é utilizado quando se deve optar entre dois caminhos, ou quando se deseja executar um comando sujeito ao resultado de um teste. Estrutura: if (condição) comando A else comando B Descrição: Se a condição proposta for verdadeira o comando A será executado, senão o comando B será executado. Agora, vamos ao programa: #include <90S2313.h> // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. void main (void) // configurando os pinos DDRD. 2=0; PORTD. 2=1, DDRB. 7=1; PORTB. 7=1; // configura o PORTD.2 como entrada. // comanda o estado inicial do PORTD.2. // configura o PORTB.7 como saída entrada. // garante que a saída do PORTB.7 será inicialmente 1 (LED apagado) // fim das configurações While (1) // loop infinito. // Programa principal. if (PIND.2==0) PORTB.7=0; else PORTB.7=1; // Se o PIND.2 for igual a 0 ( botão pressionado). // O PORTB.7 será 0 e o LED acenderá // Senão // O PORTB.7 será 1 e o LED não acenderá Praticando... 3- Elabore um programa que pressionando o botão 3 acende o LED 7. 4- Elabore um programa que pressionando o botão 2 acende todos os Leds. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 6

O ATtiny2313 (uma versão melhorada) O AT90S2313 acabou sendo substituído pelo Attiny2313, porém nada do que já foi dito deve ser mudado, somente acrescentado, por exemplo, ao Attiny2313 foi acrescentado um PORTA que vai do PORTA.0 ao PORTA.2, assim, de 15 passou-se para 18 portas de I/O PORTA Corresponde a três pinos que vão do PA0 ao PB2 Três registros de oito bits são responsáveis pelo controle e configuração destas portas e estão associados a cada pino do PORT A. Estes registros são: PORTA - Data Register (Registro de dados) Comanda os pinos configurados como saída, ou seja, envia 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 ---- ---- ---- ---- ---- PORTA2 PORTA1 PORTA0 Read/write ---- ---- ---- ---- ---- R/W R/W R/W Initial value ---- ---- ---- ---- ---- 0 0 0 DDRA Data Direction Register (Registro de direção de dados) Configura a porta se 0 será entrada, se 1 será saída. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 ---- ---- ---- ---- ---- DDA2 DDA1 DDA0 Read/write ---- ---- ---- ---- ---- R/W R/W R/W Initial value ---- ---- ---- ---- ---- 0 0 0 PINA Input Pins Adress (Registro de entrada de endereço) Comanda os pinos configurados como entrada, ou seja, recebe 0 ou 1. BIT 7 6 5 4 3 2 1 0 ---- ---- ---- ---- ---- PINA2 PINA1 PINA0 Read/write ---- ---- ---- ---- ---- R/W R/W R/W Initial value ---- ---- ---- ---- ---- N/A N/A N/A Outros microcontroladores estudados neste curso, como o Atmega16 chegam ter 32 portas de I/O o que sem dúvida auxilia na elaboração de projetos de maior complexbilidade. Reforçando conceitos sobre o hardware Como já foi dito, só é possível o projetista programar um microcontrolador se ele conhecer o hardware de aplicação ou desenvolvimento. Pensando nisso, o hardware e o microcontrolador serão mudados, a fim de reforçar o conjunto software hardware. A Idéia Usaremos agora o attiny2313 para controlar o sentido de um motor DC, ou seja, se o botão horário for pressionado ele gira no sentido horário se o botão anti-horário for pressionado ele gira no sentido antihorário. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 7

A nova placa de aplicação Notem que, somente as saídas PB0 e PB7 do Attiny2313 foram utilizadas e nelas estão conectados transistores NPN (necessitam receber 1 para chaveamento). As entradas estão ligadas diretamente a um resistor e a fonte VCC, ou seja, já estão recebendo 1 os botões se pressionados enviarão 0. Agora, vamos ao programa: #include <tiny2313.h> // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. void main (void) // configurando os pinos DDRD. 4=0; DDRD. 5=0; DDRB. 0=1; DDRB. 7=1; // configura o PORTD.4 como entrada. // configura o PORTD.5 como entrada. // configura o PORTB.0 como saída // configura o PORTB.7 como saída // fim das configurações While (1) // loop infinito. // Programa principal. if (PIND.4==0) PORTB.7=1; else PORTB.7=0; // Se o PIND.4 for igual a 0 (botão pressionado). // O PORTB.7 será 1 e o sentido anti-horário. // senão // o PORTB.7 será 0 motor parado. if (PIND.5==0) // Se o PIND.5 for igual a 0 (botão pressionado). PORTB.0=1; // O PORTB.5 será 1 e o sentido horário. else // senão PORTB.0=0; // o PORTB.7 será 1 motor parado. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 8

Mais conceitos sobre linguagem C A função delay () Permite ao programador inserir uma pausa entre uma execução e outra, porém para que a função seja reconhecida devemos inserir a biblioteca delay.h. Vejamos um exemplo. Gerando Clock com o Attiny2313 (Pisca-Pisca) #include <tiny2313.h> #include <delay.h> // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. // chama biblioteca delay. void main (void) // configurando os pinos. DDRB.0=1; // configura o PORTB.0 como saída. // Programa principal. While (1) // loop infinito. PORTB.0=1; Delay_ms(200); // O PORTB.7 será 1 e o LED apagado. // Se mantém apagado por 200 milisegundos. PORTB.0=0; Delay_ms(200); // O PORTB.7 será 0 e o LED aceso. // Se mantém aceso por 200 milisegundos. Praticando... 5- Elabore um pisca-pisca em que todos os LEDs ficam piscando num intervalo de 400ms. 6- Elabore um programa que os LEDs fiquem alternando entre pares e impares num intervalo de 100ms. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 9

Um seqüencial de 8 LEDs com Attiny2313 Agora que já conhecemos mais uma função da linguagem C podemos montar um circuito seqüencial, sempre atentando para o hardware. #include <tiny2313.h> #include <delay.h> // chama biblioteca do microcontrolador utilizado. // chama biblioteca delay. void main (void) // Configurações iniciais DDRB=0b11111111; PORTB=0b11111111; // configura todo o PORTB como saída. // garante que os leds estejam inicialmente todos desligados. // programa principal While (1) // loop infinito. PORTB=0b11111110; // envia 0 para o PORTB.0 e o LED1 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b11111101; // envia 0 para o PORTB.1 e o LED2 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b11111011; // envia 0 para o PORTB.2 e o LED3 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b11110111; // envia 0 para o PORTB.3 e o LED4 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b11101111; // envia 0 para o PORTB.4 e o LED5 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b11011111; // envia 0 para o PORTB.5 e o LED6 acende. Delay_ms(100); AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 10

PORTB=0b10111111; // envia 0 para o PORTB.6 e o LED7 acende. Delay_ms(100); PORTB=0b01111111; // envia 0 para o PORTB.7 e o LED8 acende. Delay_ms(100); Praticando... 7- Elabore um programa para que os LEDs acendam um a um num intervalo de 100ms. 8- Elabore um programa para os LED acenderem um a um e apaguem um a um. Um seqüencial de 8 LEDs com Attiny2313 Agora que já conhecemos mais uma função da linguagem C podemos montar um circuito seqüencial, porém, utilizaremos botões, assim, se o Botão A for pressionado a seqüência será do LED1 ao LED8 e se o Botão A não for pressionado os LEDs deverão permanecer todos apagados. Solução: Agora será necessário o comando if-else e a função delay. Vejamos o programa: #include<tiny2313.h> #include<delay.h> void main (void) // configurando os pinos DDRB=0b11111111; PORTB=0b11111111; DDRD.2=0; DDRD.3=0; //configura todo o PORTB como saída //garante que a saída seja inicialmente 1 (apagados) //configura o PORTD.2 como entrada //configura o PORTD.2 como entrada // configurando os pinos While(1) if(pind.2==0) PORTB=0b11111110; delay_ms(100); // se o PIND.2 for "0" executa o que esta entre as chaves PORTB=0b11111101; delay_ms(100); PORTB=0b11111011; delay_ms(100); PORTB=0b11110111; delay_ms(100); PORTB=0b11101111; delay_ms(100); PORTB=0b11011111; delay_ms(100); AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 11

PORTB=0b10111111; delay_ms(100); PORTB=0b01111111; delay_ms(100); else // senão todo o PORTB vai a zero PORTB=0b00000000; Praticando... 9- Elabore um programa que: a) Pressionando o botão 1, o seguinte código será executado: (PORTB.0 ao PORTB.3) 0001, 0010, 0100 e 1000. b) Pressionando o botão 2, o seguinte código será executado: (PORTB.4 ao PORTB.7) 1000, 0100, 0010 e 0001. c) Pressionando o botão 3, o seguinte código será executado: (PORTB.0 ao PORTB.7) 1000 0001, 0100 0010, 0010 0100 e 0001 1000. d) Pressionando o botão 4, o seguinte código será executado: (PORTB.0 ao PORTB.7) 0001 1000, 0010 0100, 0100 0010 e 1000 0001. O comando for É um comando de looping (repetição) sua estrutura é bastante semelhante à utilizada em outras linguagens. Estrutura: for ( Início da variável; Termino desejado para variável; Incremento ou decremento da variável ); Comando; Descrição: Uma variável de controle, geralmente um contador, recebe um valor inicial. O trecho de programa que pertence ao laço é executado e ao final a variável de controle é incrementada ou decrementada e comparada com o valor final que ela deve alcançar. Caso a condição de término tenha sido atingida o laço é interrompido. Pisca utilizando e o Attiny e comando for #include<tiny2313.h> void main (void) // Declarando as variáveis unsigned int tempo; //declara uma variável de 16 bit chamada tempo // Configurando as portas DDRB=0b11111111; //configura todo o PORTB como saída PORTB=0b00000000; //comanda o PORTB para que seja inicialmente "0" // Fim das configurações while(1) //looping infinito AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 12

for (tempo=0; tempo<=60000; tempo++); //Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 1 PORTB.1=1; //entre 0 e 60000 (15ms) o PORTB.0 será 1 for (tempo=0; tempo<=60000; tempo++); //Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 0 PORTB.1=0; //entre 0 e 60000 (15ms) o PORTB.0 será 0 Um semáforo utilizando o Attiny 2313 e comando for Acima o hardware para desenvolvimento e teste com o Attiny 2313, observem a polarização dos LEDs, neste caso, eles estão com seus catodos ligados à terra (0), ou seja, para acende-los devemos mandar via software 5V (1) para o PORT correspondente. #include<attiny2313.h> void main (void) // Declarando as variáveis unsigned int tempo; //declara uma variável de 16 bit chamada tempo // Configurando as portas DDRB=0b11111111; // configura todo o PORTB como saída PORTB=0b00000000; // comanda o PORTB para que seja inicialmente "0" // Inicio do programa while(1) // looping infinito AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 13

for(tempo=0; tempo<=60000; tempo++); // Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 1 PORTB=0b00100001; // Vermelho 2 e Verde 1 for(tempo=0; tempo<=60000; tempo++); // Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 0 PORTB=0b00100010; // Vermelho 2 e Amarelo 1 for(tempo=0; tempo<=60000; tempo++); // Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 0 PORTB=0b10000100; // Verde 2 e Vermelho1 for(tempo=0; tempo<=60000; tempo++); // Para o tempo entre 0 e 15ms a saída será 0 PORTB=0b01000100; // Amarelo 2 e Vermelho1 Praticando... 11- Implemente um Botão Liga e um Botão Desliga ao semáforo. Mais sobre C - Operadores Os operadores indicam ao compilador a necessidade de se fazer manipulações matemáticas ou lógicas. Aritméticos São usados para calcular expressões matemáticas. Sendo classificados em duas categorias: os binários ou unários. Os operadores unários atuam na inversão de valores. Veja a tabela abaixo. Operadores Descrição = Atribuição + Soma - Subtração / Divisão % Modulo (obtém o resto da divisão) Operador unitário Ação - + Sinal negativo Sinal positivo Incremento e decremento O operador de incremento (++) soma um ao seu operando enquanto que o de decremento (--) subtrai um. Eles podem ser pré-fixados ou pós-fixados conforme mostra a tabela abaixo: Operadores Ação ++ Incremento de 1 à variável -- Decremento de 1 da variável Relacionais São responsáveis pelas comparações de expressões nos programas. A lista completa se encontra abaixo: Operadores Descrição > Maior >= Maior igual < Menor <= Menor igual == Igualdade!= Diferente Lógicos Os operados lógicos servem para interligar mais de uma operação relacional. E assim como os relacionais retornam zero para falso e um para verdadeiro. Operadores Descrição && Lógica AND Lógica OR! Lógica NOT AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 14

Aplicações lógicas - AND Conhecendo os operadores lógicos, podemos elaborar programas capazes de executar as mesmas funções que as portas lógicas, isso sem o inconveniente de todas aqueles fios para ligação. A placa de aplicação e esquema de força A aplicação lógica - Prensa Implemente um sistema de prensagem que, por questões de segurança, deverá haver dois botões B1 e B2 que deverão ser pressionados ao mesmo tempo para atuação. #include<tiny2313.h> void main (void) // configurando os pinos DDRB.0=1; PORTB.0=1; DDRD.4=0; DDRD.5=0; //configura o PORTB.0 como saída //garante que a saída seja inicialmente 1 (desativada) //configura o PORTD.2 como entrada //configura o PORTD.2 como entrada // Programa principal While(1) If((PIND.4==0)&& (PIND.5==0)) // se o PIND.4 for "0" e PIND.5 for "0" else PORTB.0=1; PORTB.0=0; // envia 1 e satura o transistor energizando a válvula // senão // envia 0 e abre o transistor não energizando a válvula AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 15

Praticando... 12 Elabore um programa que execute a função ou exclusivo. 13 Elabore um programa que execute a função ou coincidência. Projeto prático 01 Controle de trafego (resolvido) Deseja-se implementar um controle de trafego para um túnel que só permite a passagem de um carro por vez. Veja ilustração: A prefeitura que encomendou o projeto tem os seguintes critérios: Quando os sensores detectarem a presença do carro, um nível lógico alto (ON) será enviado ao seu respectivo dispositivo de atuação. Situação dos sensores Critérios de projeto SPVA SPVB OFF OFF Se não houver nenhum carro, a via B deverá ser liberada (verde) e a via A bloqueada (vermelho). OFF ON Se o sensor detectar carro na via B, esta será liberada (sinal verde) e a Via A bloqueada (sinal vermelho). ON OFF Se o sensor detectar carro na via A, esta será liberada (sinal verde) e a Via B bloqueada (sinal vermelho). ON ON Se ambos os sensores detectarem carros, a via A deverá ser liberada (sinal verde) e a via B bloqueada (sinal vermelho). 1º Passo montar a tabela verdade a partir de todas as condições possíveis SPVA SPVB VMA VDA VMB VDB 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 1 1 0 AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 16

2º Passo extrair a tabela verdade das expressões verdadeiras 3º Passo elaborar o programa /*********************************************************************************/ /* www.clubedaeletrônica.com.br - AVR */ /* Projeto: controle de trafego - Autor: Clodoaldo Silva */ /* Revisão: 15/04/2009 */ /*********************************************************************************/ #include<mega8.h> #include<delay.h> void main (void) //CONFIGURAÇÕES INICIAIS DDRB=0b11111111; PORTB=0b00000000; DDRD=0b00000000; PORTD=0b00000000; // configura port B como saída // configura o port B para iniciar DESLIGADO // configura o port D como entrada // configura o port B para iniciar ABERTA // DEFININDO VARIÁVEIS // entradas #define SPVA PIND.2 #define SPVB PIND.3 //saídas #define VMA PORTB.5 #define VDA PORTB.4 #define VMB PORTB.2 #define VDB PORTB.1 // INICIO DO PROGRAMA while(1) if(((spva==0)&&(spvb==0)) ((SPVA==0)&&(SPVB==1))) VMA=1; // vermelho 1 aceso VDA=0; // verde 1 apagado AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 17

VMB=0; VDB=1; // vermelho 2 apagado // verde 2 aceso if(((spva==1)&&(spvb==0)) ((SPVA==1)&&(SPVB==1))) VMA=0; // vermelho 1 apagado VDA=1; // verde 1 aceso VMB=1; // vermelho 2 aceso VDB=0; // verde 2 apagado Praticando... 15- Elabore o hardware para o controle de trafego, utilizando o Atmega8 e Leds. AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 18

Projeto prático 02 Controle de nível Deseja-se controlar o nível de água de um reservatório, conforme ilustração: Descrição de funcionamento: O reservatório deve estar sempre cheio, ou seja, H=1; Se H=0, a bomba deverá ser acionada; Se a bomba não atender a demanda e o reservatório esvaziar, ou seja, L=0, um alarme deverá ser acionado. 1- Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas Entradas Saídas b. Complete a tabela verdade de maneira que atenda as exigências. H L B A Expressões booleanas c. Extraia a expressão lógica d. Elabore o programa e. Construa o circuito utilizando o attiny2313 B= A = AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 19

Projeto prático 02 controle de nível com tanque reserva Deseja-se controlar o nível de água de um reservatório, conforme ilustração: Seu funcionamento deve ser o seguinte: O reservatório deve estar sempre cheio, ou seja, SNA=1; Se SNA=0, a bomba principal BP deverá ser acionada, mas somente se houver água no tanque principal, ou seja, STP =1, se STP =0, a bomba reserva deve ser acionada; Se a bomba reserva BR for acionada, um indicador de reserva (IR) deverá ser acionado. Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas Entradas Saídas b. Elabore a tabela verdade de maneira que atenda as exigências. SNA SNB STP BP BS IR Expressões lógicas BP = BS = IR = c. Extraia a expressão lógica d. Elabore o programa e. Construa o circuito utilizando o attyni2313 (com driver de potência) AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 20

Projeto prático 03 Controle de abertura de Porta de elevador Deseja-se implementar um sistema lógico que controla a abertura da porta (P) de um elevador de três andares. O circuito apresenta 4 entradas, sendo: SM = Sensor que indicará se o elevador esta em movimento (1) ou parado (0). SA1, SA2 e SA3 são os sensores dos andares, se (1) esta no andar e (0) não. Importante: não abrir a porta se o elevador estiver em movimento. Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas Entradas Saídas b. Complete a tabela verdade de maneira que atenda as exigências. SM A1 A2 A3 P 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 c. Complete o mapa para simplificação d. Extraia e expressão lógica f. Elabore o programa e. Construa o circuito utilizando o atmega16 (utilize LEDs para simular) AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 21

Projeto prático 03 Sistema de votação Deseja-se implementar um sistema lógico simplificado para um sistema de votação de uma empresa, que tem sua diretoria constituída pelos seguintes elementos: Diretor, Vice-diretor, Secretário e Tesoureiro. Uma vez por mês esta diretoria se reúne para discutir sobre os mais diversos assuntos, sendo que as propostas são ou não Aceitas. Devido o número de elementos da diretoria ser par, o sistema adotado é o seguinte: Maioria A proposta é aceita Minoria A proposta é rejeitada Empate Vence o voto dado pelo diretor Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas Entradas Saídas b. Complete o mapa para simplificação c. Extraia e expressão lógica g. Elabore o programa d. Construa o circuito utilizando o attiny2313 (utilize LEDs para simular) D V S T A 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 22

Projeto prático 04 Controle de saída de áudio Deseja-se implementar um circuito lógico que controla a saída de áudio para um dispositivo amplificador. O circuito apresenta 3 entradas, sendo: BT (botão da TV), BC (botão do computador) e BR (Botão do rádio) todos ligados à uma única saída, o Amplificador A. Critérios de projeto: Só amplifica um por vez, estabelecendo as seguintes prioridades: 1- Televisão 2- Computador 3- Rádio. Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas Entradas Saídas b. Complete o mapa para simplificação c. Extraia e expressão lógica h. Elabore o programa d. Construa o circuito utilizando o attiny2313 (utilize LEDs para simular) AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 23

Projeto prático 05 Sistema de abastecimento Uma industria capta toda água que precisa de uma represa local. Esta água é bombeada para uma estação de tratamento e em seguida armazenada em um reservatório e esta por sua vez deve ser bombeada à uma caixa de água de menor porte, a fim de alimentar a industria. Descrição do funcionamento Sempre que o sensor de nível alto do reservatório (SNAR) estiver desacionado (0), a bomba do rio (BR) deve ser ligada (1) para encher o reservatório até o sensor de nível alto (SNAR) ser acionado (1). A industria esta em uma região de baixo índice pluviométrico e o rio, as vezes, fica baixo não sendo possível captar a água. Então o sensor de nível crítico do rio (SNCR) estiver desacionado (0), um alarme (AS) deverá ser ligado (1) para avisar o operador que a bomba do rio (BR) deve ficar desligada (0). Ao mesmo tempo a caixa d água da industria deve ficar com seu nível sobre o sensor da caixa (SC), ou seja, SC = 1. Se o nível da caixa d água ficar abaixo de SC, ou seja, SC = 0 a bomba da caixa (BC) deve ser ligada (1), mas somente se SNBR = 1. Construa o hardware e elabore o software seguindo as etapas. a. Defina as entradas e saídas b. Complete o mapa para simplificação c. Extraia e expressão lógica d. Elabore o programa e. Construa o circuito utilizando o atmega16 (utilize driver para acionamento de contatores) AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 24

SNAR SNBR SC SNCR BR BC AS 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 0 0 0 1 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 Continua... AVR Autor: Clodoaldo Silva - Versão: 25Fev2009 25